[发明专利]一种获取连铸结晶器内气隙层形貌的方法

摘要

本发明提供一种获取连铸结晶器内气隙层形貌的方法，用于研究钢铁连铸过程中的传热行为。本发明提供的方法，基于实验室小型连铸实验，结合连铸过程中的实际工况条件，通过采集数据并计算机建模定位，得出连铸过程中固态保护渣的渣圈与结晶器热面的相对位置关系。并根据模拟所得图像，得出所气隙层的形貌。本发明可准确地得到连铸过程中在结晶器与固态渣膜之间实际产生气隙层形貌(体积、任意点上的气隙厚度等)，为更准确地计算和模拟结晶器内的传热过程提供了条件。

主权项

1.一种获取连铸结晶器内气隙层形貌的方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一选择结晶器，并获取所用结晶器热面的三维形貌数据，并根据三维形貌数据得到结晶器热面的三维模型；然后基于实验室小型连铸实验模拟工厂钢铁连铸过程；步骤二在结晶器的振动以及保护渣凝固收缩的共同作用下，结晶器表面与固态保护渣间产生间隙层，即气隙层；结束连铸，在结晶器外得到粘结着固态渣膜凝固坯壳；在结晶器内热面上任意选择P个点，分别定义为热面第1点、热面第2点……热面第P点，在粘结着固态渣膜凝固坯壳上任意取M个点，定义为壳上第1点、壳上第2点……壳上第M点，所取的M个点中，至少有2点不在同一水平面上；然后，测量出壳上第1点到热面第1点、热面第2点……热面第P点的直线距离，依次计为L_壳11、L_壳12……L_壳1P，测量出壳上第2点到热面第1点、热面第2点……热面第P点的直线距离，依次计为L_壳21、L_壳22……L_壳2P，…..测量出壳上第M点到热面第1点、热面第2点……热面第P点的距离，依次计为L_壳M1、L_壳M2……L_壳MP，所述P为大于等于2的自然数；所述M为大于等于2的自然数；步骤三取出粘结着固态渣膜凝固坯壳；应用高精度激光三维扫描仪测量出粘结着固态渣膜凝固坯壳的三维形貌，并建立粘结着固态渣膜凝固坯壳的三维模型；同时，在粘结着固态渣膜凝固坯壳的三维模型中，将粘结着固态渣膜凝固坯壳上任意取M个点所对应的位置标示出来，依次计为壳模第1点、壳模第2点……壳模第M点；得到标示位置的粘结着固态渣膜凝固坯壳的三维模型；同时在结晶器热面的三维模型中，将结晶器内热面上所选择的P个点所对应的位置标示出来；依次计为：热面模第1点、热面模第2点……热面模第P点；得到标示位置的结晶器热面的三维模型；步骤四将标示位置的粘结着固态渣膜凝固坯壳的三维模型放入标示位置的结晶器热面的三维模型中，测量壳模第1点分别到热面模第1点、热面模第2点……热面模第P点的直线距离，依次计为L_壳模11、L_壳模12……L_壳模1P；测量壳模第2点分别到热面模第1点、热面模第2点……热面模第P点的直线距离，依次计为L_壳模21、L_壳模22……L_壳模2P；……测量壳模第M点分别到热面模第1点、热面模第2点……热面模第P点的直线距离，依次计为L_壳模M1、L_壳模M2……L_壳模MP；分别比对：L_壳模11与L_壳11、L_壳模12与L_壳12……L_壳模1P与L_壳模1P、L_壳模21与L_壳21、L_壳模22与L_壳22……L_壳模2P与L_壳模2P、……L_壳模M1与L_壳M1、L_壳模M2与L_壳M2……L_壳模MP与L_壳模MP；当其中有一个不相等，则调整标示位置的粘结着固态渣膜凝固坯壳的三维模型与标示位置的结晶器热面的三维模型的相对位置，直至L_壳模11＝L_壳11、L_壳模12＝L_壳12……L_壳模1P＝L_壳模1P、L_壳模21＝L_壳21、L_壳模22＝L_壳22……L_壳模2P＝L_壳模2P、……L_壳模M1＝L_壳M1、L_壳模M2＝L_壳M2……L_壳模MP＝L_壳模MP；此时，所得模型即为定模型，从定位模型中得到保护渣与结晶器间气隙层形貌。